第2课时法拉第电磁感应定律、自感和满流-【创新大课堂】2026年高三物理一轮总复习

高三总复习·物理 考点四“三定则、一定律”的应用 “三个定则”、“一个定律”的比较 [例5]（多选）如图所示，水平放 置的两条光滑轨道上有可自由 名称 用途 选用原则 移动的金属棒PQ、MN,PQ、 MN均处在竖直向下的匀强磁 判断电流产生的磁场（方 安培定则 因电生磁 场中，当PQ在一外力的作用 向)分布 下运动时，MN向右运动，则 PQ所做的运动可能是 判断通电导线、运动电荷所 左手定则 受磁场力的方向 因电受力 A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动 判断导体切判磁感线产生 听课记录] 右手定则 的感应电流方向或电源正 因动生电 负极 判断因回路磁通量改变而 因磁通量 楞次定律 产生的感应电流方向 变化生电 温馨提示 请做课时分层检测（六十三） 第2课时 法拉第电磁感应定律、自感和涡流 【目标要求】1，理解法拉第电磁感应定律，会应用E=n4”进行有关计算.2.会计算导体切割磁感线产 △ 生的感应电动势.3.了解自感现象、涡流、电磁驱动和电磁阻尼 考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.感应电动势 S为线圈在磁场中的有效面积.若B=B。十k1,则 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电 △B=k. 动势 △L (2)产生条件：穿过电路的 发生改变，与 ③当△D仅由S的变化引起时，E=nBAS 电路是否闭合无关 2.法拉第电磁感应定律 ④当B、S同时变化时，则E= B2S2-B1S1≠ △L (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过 这一电路的 成正比 △B·△S.求瞬时值时，分别求出动生电动势 (2)公式：E=n ,其中n为线周匝数 △Φ E1和感生电动势E2并进行叠加. (3)感应电流与感应电动势的关系：I= ①若已知Φ-1图像，则图线上某一点的切线斜 幸为公把 (4)说明：E的大小与Φ、△Φ无关，决定于磁通量 ②当△中仅由B的变化引起时，E=SAB 其中 的变化率4” △ 精品教辅·智慧人生 214 第十二章 电磁感应 [判断正误] 拓展 若匀强磁场垂直向里且均匀 ×天线 1.0=0 不一定等于0. 增大，则图中a、b两点比较， a种b 2.穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势也 点电势高. 越大 ( ) 4/总结提升/+++++ 3.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 确定感应电路中电势高低的方法 ( ) 产生感应电动势的那部分电路、导体棒或 4.线圈匝数越多，磁通量越大，产生的感应电动 找电源 线圈相当于电源 势也越大。 ) [例1](2024·高考广东卷)电磁俘能器可在汽车 应用楞次定律或右手定则判断出电流的 发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收， 判方向 方向 结构如图甲所示.两对永磁铁可随发动机一起上 下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场， 电源内部电流的方向是由负极（低电势） 磁感应强度大小均为B.磁场中，边长为L的正 定高低 流向正极（高电势），外电路顺着电流方 向每经过一个电阻电势都要降低 方形线圈竖直固定在减震装置上.某时刻磁场分 布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分：[例2] (2022·全国甲卷·16)三个用同样的细导 界线不会离开线圈.关于图乙中的线圈，下列说： 线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆 法正确的是 ( 线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框 的边长相等，如图所示.把它们放入磁感应强度 磁场分界线 随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平 ×××× 面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形 线框中感应电流的大小分别为11、I2和13.则 乙 A.穿过线圈的磁通量为BL2 B.永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势 越大 C.永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势 A.I1<I3<I2 B.11>I3>I2 越小 C.I1=I2>I3 D.I1=I2=I3 D.永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方 向为顺时针方向 听课记录] 听课记录 215 精品教辅·智慧人生 高三总复习·物理 考点二导体切割磁感线产生感应电动势 1.导体平动切割磁感线产生感应电动势的算式 A.9o>9a>9%>9c B.po<pa<ope E=Blu的理解 C.90>9a>9b=9 D.90<9<96=9c 适用 在匀强磁场中，B、l、v三者互相垂直，如果不相互 听课记录] 条件 垂直，应取垂直分量进行计算 公式E=B1u中的1为有效长度，即为 如图，导体的有效长度分别为： XXX× 有效 长度 勿 丙 图甲：1= 图乙：沿v方向运动时，1 [例4]（多选）(2025· 图丙：沿1方向运动时，l= :沿2方向 运动时，1= 广东佛山模拟)如图所 示，水平放置足够长光 相对 E=Blu中的速度v是导体相对 的速度， 滑金属导轨abc和de, 速度 若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系 ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨.圆 弧b左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场. 2.导体转动切割磁感线 如图，当长为1的导体在垂直×B× 金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆 弧bc接触良好.初始时，可滑动的金属杆MN静 于匀强磁场（磁感应强度为B) 止在平行导轨上.若杆OP绕O点在匀强磁场区 的平面内，绕一端以角速度ω 内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此 匀速转动，当导体运动△1时间 A× 过程中，下列说法正确的有 () 后，转过的弧度0=w△1，扫过的面积△S= A.杆OP产生的感应电动势恒定 则=曾 (或E=Bl司 B.杆OP受到的安培力不变 C.杆MN做匀加速直线运动 =BLA十c= 2 D.杆MN中的电流逐渐减小 [例3](2024·湖南·高考 Xb [听课记录] 真题)如图，有一硬质导线 Oabc,其中abc是半径为R 的半圆弧，b为圆弧的中 点，直线段Oa长为R且垂 直于直径ac.该导线在纸 面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向 里的匀强磁场中.则O、a、b、c各点电势关系为 ( 精品教辅·智慧人生 216 第十二章 电磁感应 考点三自感现象 1.概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的[例5](2025·江苏南京市金 变化的磁场在线圈本身激发出 ,这种现 陵中学模拟)如图所示的电 D 象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作 路中，L1、L2、L3是三个相同 自感电动势， 的灯泡，线圈L的电阻和电 L&☒ 2.表达式：E 源的内阻可忽略，D为理想 3.自感系数L的影响因素：与线圈的 、形 二极管.下列判断正确的是 ) 状， 以及是否有铁芯有关 A.开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮， 4.通电自感和断电自感的比较 L2一直不亮，L3立即变亮 B.开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变 A 亮，L3立即变亮再熄灭 R 电路图 C.开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭， R L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即 S R 熄灭 D.开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄 A1、A2同规格，R 器材要求 1很大（有铁芯） 灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 R.,L较大 [听课记录] 在S闭合瞬间，灯泡 A2 ,灯 灯泡A 通电时 泡A1 ,最 终一样亮 ①若12≤11，灯A逐 渐变暗： 回路电流减小，两灯 ②若12>11，灯A 泡 A 断电时 电流方向」 两种情况下灯A中电流 A2电流 方向均 (选填 “改变”或“不变”) +/总结提升/小++++++ + 分析自感问题的三个技巧 总结 自感电动势总是 通电自感：通电时自感线图相当于一个 变化的电阻，阻值由无穷大逐渐减小 [判断正误 1.线圈中电流越大，自感系数也越大。 个 断电自感：断电时自感线圈相当于电源， 电动势由某值逐渐减小到零 2.对于同一个线圈，电流变化越快，线圈中的自感 电动势也越大 电流稳定时，自感线圈相当于导体，是 否需要考虑其电阻，根据题意而定 3.自感电动势总是阻止原电流的变化。 +。十+十m+十+十十十十…+。十十。十++十+ 217 精品教辅·智慧人生 高三总复习·物理 考点四 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 1.涡流现象 [例6](2024·高考甘肃卷)工 (1)涡流：块状金属放在 磁场中，或者让 业上常利用感应电炉冶炼合 它在非均匀磁场中运动时，金属块内产生的漩涡 金，装置如图所示.当线圈中 状感应电流。 通有交变电流时，下列说法正 (2)产生原因：金属块内 变化→感应电 确的是 动势→感应电流 A.金属中产生恒定感应电流 2.电磁阻尼 B.金属中产生交变感应电流 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 C.若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 安培力，安培力总是 导体的运动。 D.若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 3.电磁驱动 听课记录] 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 使导体受到安培力而运动起来 [判断正误] 1.电磁阻尼体现了能量守恒定律 ( 2.电磁阻尼阻碍相对运动，电磁驱动促进二者相对 运动」 ( 温馨提示 请做课时分层检测（六十四） 第3课时 专题强化：电磁感应中的电路和图像问题 【目标要求】1.掌握电磁感应中电路问题的求解方法.2.会计算电磁感应问题中电压、电流、电荷量、热 量等物理量.3.能够通过电磁感应图像，读取相关信息，应用物理规律求解问题 考点一电磁感应中的电路问题和电荷量的计算 1.分析电磁感应中电路问题的基本思路 [例1]（多选)(2025·河南郑州市期末)在如图甲 确定产生电磁 所示的电路中，电阻2R1=R2=2R,单匝、圆形金 哪一 切制磁感线的导体 感应现象的那 部分 一部分导体 →磁通量发生变化的回路 属线圈的半径为r1,电阻为R,半径为r2(r2<r1) 确定 E的大小 E=n4中 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强 电源 、E=8u或E号Bra 磁场，磁感应强度B随时间1变化的关系图线如 E的方向 右手定则或楞次定律 分析 图乙所示，其余导线的电阻不计.闭合开关S,在 电路 弄清各元件的串并联关系，画等效电路图 o时刻，电路中的电流已稳定.下列说法正确 结构 闭合电路欧姆定律= E R外十 的是 应用 外电压U外=1R外，U%=E-IT 规律 电功w=Ui 2B 求解 电功率P=UI 电热Q=产R1 电荷量g=h,q=CU 思考“相当于电源”的导体两端的电势差就是电 源的电动势吗？ A.流过电阻R1的电流方向自下向上 B,稳定后电阻R!两端的电压为B 精品教辅·智慧人生 218思考 :[例2]答案C 第3课时专题强化：电磁感应中的 1.如图所示 解析设圆线框的半径为“，则由题意可知正} ! 电路和图像问题 阳 方形线框的边长为2，，正六边形线框的边长为 r:所以图线框的周长为C2=2πr,面积为S2= 考点 !思考 π2，同理可知正方形线框的周长和面积分别为 导体两端的电势差与电源的电动势是两个不同 C1=8r,S1=4r2,正六边形线框的周长和面积 /Bs 的概念，导体两端的电势差不是电源的电动势」 分别为C=6r,5,=35 ,三个线框材料、粗 当电路是断开状态时，等效电源两端的电势差 甲 乙 2 等于电源的电动势：当电路是闭合状态时，等效 当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方！ 细相同，根据电阻定律R=PS价 ,可知三个} 电源两端的电势差为路端电压，与电动势不 向相反：当磁通量减小时，感应电流的磁场与原！ 相等 磁场方向相同增反减同 线框电阻之比为R1:R2:R=C1:Cg:C= 「例1门答案BD 2.如图所示斥 引 8:2π：6 解析 由题图乙可知磁感应强度随着时间均匀 根据法拉第电磁感应定律有1是，是 增大，根据楞次定律，可判断出线圈中感应电流 方向为逆时针，则流过电阻R1的电流方向自上 S N S N S N S 可得电流之比为I1:I2:13=2:2:√/3 向下，故A错误；根据法拉第电磁感应定律有 即11=12>13，故选C. :考点二 E=△：,S=,,9=2BB=,解 △ △ 当磁体和线圈相互靠近时，则两者之间相互排1，导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长 斥.当磁体和线圈相互远离时，则两者之间相互；度cdsin 8 Mi下√2RR磁场 得E=B,根据闭合电路欧姆定律，当稳定 吸引. 2.fBB 后MN两端电压为外电压U外= R十R2 来拒去留 3.(1) :[例3]答案C R+RRE- 解析由题及几何关系可知Oa=R,Ob=√5R,i 3πr,B.C错误，电阻R1两端的电压U1 4t0 Ok=5R,根据E=2Bw可得Ea R于风十取上故B正璃：根括闲合电 R 4。 收缩增缩减扩 BR'w.Eo-B:5Rw-2BR'w.Ea- 路欧姆定律，稳定后电路中的电流【 (2)扩张 4.左右远离增离诚靠 B·5Ra=BR,又Ea=90- E 尺，根据焦耳定律，在0、 5.不同方式阻碍磁通量的变化 R1十R2十R [例3] 答案A E0,=90一9，Ea=90一9，故0>pa>9 时间内，电阻R2上产生的焦耳热Q= 解析线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过 ,C正确. I2R2to= π2r21B [例4幻答案AD -,故D正确」 a线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，a 线圈的电流方向为顺时针，由于线圈α从磁场！ 解析根据转动切割磁感线产生感应电动势的[例2]答案(1)4×103V(2)4.8×108C 中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，线！ 公式可知E=2Bw,由于杆OP匀速转动， 圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向！ 解析()由法拉第电破感应定律有E-盟。 外增大，同理可得线圈b产生的电流方向为顺！ 故A正确：OP切割磁感线，产生感应电流，由 时针，故选A. 右手定则可判断出MN中电流为从M到N,根 其中5=2， 例4] 答案AD 据左手定则可知MN所受安培力向左，MN向 代入数据得E-4×10-3V. 解析当电梯坠落至题图位置时，金属线圈A 左运动，切割磁感线，产生由N到M的感应电！ 中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下· 流，与OP切割磁感线产生的感应电流方向相！ (2)由闭合电路欧姆定律得1=R1干R E 看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电！ 反，故OP与MN中的电流会逐渐减小，由F= 由部分电路的欧姆定律得U=IR。 流的方向从上往下看是顺时针方向，故B错误， IIB可知，杆()P和MN所受安培力逐渐减小， A正确：结合A、B的分析可知，当电梯坠落至： MN做加速度逐渐减小的加速运动，故B、C错 电容器所带电荷量为Q=CU 题图位置时，金属线圈A、B都在阻碍电梯下！ 误，D正确 联立解得Q=4.8X10-8C. 落，故C错误：金属线圈A中向上的磁场减弱， 考点三 :[例3]答案B B中向上的磁场增强，根据籽次定律可知，线圈1，感应电动势 解析在过程I中，根据法拉第电磁感应定律， B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 2.L △Φ1 考点四 有E1= △1 [例5]答案BC 3.大小匝数 解析MN向右运动，说明MN受到向右的安4.立即亮起来 逐渐变亮立即亮，然后逐渐变 根据闭合电路欧姆定律，有11 E R 且 培力，因为MN处的磁场垂直纸面向里！ 暗达到稳定 均逐渐变暗不变反向闪亮！ 左手定则 后逐渐变暗 改变阻碍原电流的变化 q1=I1△t1 MN中的感应电流方向为M→N判断正误 安培定则，L1 3.× 中感应电流的磁场方向向上计51答案 在球粒I中，有民一盟 (B'-B)2 △12 楞次定律 L2中磁场方向向上减弱 L。中磁场方向向下增强若L,中！解析 由于二极管具有单向导电性，所以开关· 12 E2 S从断开状态突然闭合时，二极管不能导通，L, 4=1△12，又q1=q2, 安培定则 磁场方向向上减弱 PQ中电流方向！ 一直不亮；此时L1、L3和L串联在同一回路 中，L产生自感电动势阻碍通过其电流增大，所 B(产产)(B-B)2 为Q→P且减小 右手定则 向右减速运动；若L2! 即 以通过L1和L3的电流逐渐增大，L1和L均 R 中磁场方向向下增 安培定则，PQ中电流方！ 逐渐变亮，故A、B错误：开关S从闭合状态突 B' 3 向为PQ且增大 右手定则向左加递运动，故 然断开时，通过L的电流立即变为零，所以L3 所以=，故选B 立即熄灭；L产生自感电动势阻碍通过其电流！考点二 选B、C 减小，此时自感电动势的方向满足二极管导通；[例4]答案AD 第2课时 法拉第电磁感应定律 的条件，所以L1、L2和L串联在同一回路中， 自感和涡流 通过L的电流逐渐减小，L1逐渐熄灭，而由于 解析根据法拉第电磁感应定律有E=△吧 △ 考点一 L开始时不亮，所以L2突然变亮，然后逐渐变 B5,根据楞次定律可得感应电流的方向，又线 1.(2)磁通量 暗至熄灭，故C正确，D错误 4/ 圈中感应电流沿abca方向为正方向，结合题图 2.(1)磁通量的变化率（3)R十7 考点四 1.(1)变化(2)磁通量 乙可得，12s内通过线圈的电流为零，0一15、 判断正误 2.阻碍 2一3s、355内通过线圈的电流大小恒定，且 1./2.×3./4.× 3.感应电流 0一1s、2一3s内通过线圈的电流方向为正，3 [例1]答案D 判断正误 5$内通过线圈的电流方向为负，且大小之比为 解析根据图乙可知，此时穿过线圈的磁通量1./2× 1:2,A正确，B错误：根据安培力的公式，即 为0，A错误：根据法拉第电磁感应定律可知，[例6]答案B F安一BIL,因为每段时间通过线圈的电流大小 永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线解析当线圈中通有交变电流时，感应电炉金 恒定，磁场均匀变化，可得安培力也是均匀变 圈中感应电动势越大，B、C错误：求磁铁相对线！ 属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交！ 化，根据左手定则可判断出ab边所受安培力的 圈下降时，根据安培定则可知，线圈中感应电流！ 变感应电流，A错误，B正确：若线圈匝效增加，： 方向，可知C错误，D正确. 的方向为顺时针方向，D正确， 根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金[例5]答案(1)①逆时针方向②顺时针方 拓展a 属中感应电流变大，C、D错误. :向③逆时针方向(2)C 486